Badania laboratoryjne procesów relaksacyjnych polaryzacji wzbudzonej w nasyconych piaskowych modelach

Transkrypt

1 Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Jan Lubaś, Wiesław Szott: Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno Mariusz Dziadkiewicz: Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A., Warszawa Analiza możliwości zwiększenia stopnia sczerpania zasobów złóż ropy naftowej w Polsce W artykule dokonano przeglądu wyników dotychczas wdrożonych metod wspomagania wydobycia ropy ze złóż krajowych oraz na ich tle przedstawiono możliwości objęcia nowymi projektami złóż niedawno odkrytych bądź dotychczas eksploatowanych jedynie metodami pierwszymi. W dobie bardzo wysokich cen ropy naftowej zastosowanie zaawansowanych metod eksploatacyjnych jest szczególnie istotne, dotyczy bowiem już udokumentowanych zasobów geologicznych, których wielkość w skali kraju jest całkiem pokaźna na poziomie przekraczającym 100 mln ton. Zwiększenie zarówno stopnia sczerpania, jak i tempa sczerpania tych zasobów ma wymiar przede wszystkim ekonomiczny, lecz również prestiżowy dla polskiego górnictwa naftowego pioniera światowego przemysłu naftowego. Analysis of a possible increase of oil recovery from oil fields in Poland The paper presents a review of various enhanced oil recovery methods implemented to date in Polish oil reservoirs as well as newly discovered fields, or fields with primary production considered the best candidates for the application of these methods. Currently, with oil prices at a high, these advanced methods become quite significant as they can be practically used on approved geological reserves, that amounts to more than 100 million tons found in Poland. The increase of both the reserves recovery coefficient and the rate of the process is not only of economic volume but it also brings special prestige to the polish oil industry the pioneer of the oil industry worldwide. Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Jerzy Sobotka: University of Wrocław, Institute of Geological Sciences Laboratory studies of the DC induced polarization in saturated sand models of rock The results of laboratory experimental studies of the relaxation of the DC-induced polarization in saturated sand models of sedimentary rock are presented. The experimental methodology was based on registering of the relaxation IP signal (amplitude and time value) after a relatively long time of DC excitation (2 15 minutes). Depending on the chemical composition and petrophysical parameter of a rock such as the type of saturated medium (oil, electrolyte), the mechanism of polarization is different. The amplitude-time parameters of the relaxation signals depend on the petrophysical properties of the solid phase, on the salinity of porous medium, type of pore fluid and the electric field characteristics (current intensity and voltage). The Author describes the effective electrophysical characteristics of a porous medium by using well known equations. The obtained results suggest possibilities of inventing new methods in geophysical prospecting. The above experiments were the first step in this series and will be continued in the future. Badania laboratoryjne procesów relaksacyjnych polaryzacji wzbudzonej w nasyconych piaskowych modelach skał Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych nad procesami relaksacyjnymi WP (wzbudzonej polaryzacji stałym prądem elektrycznym) w nasyconych piaskowych modelach skał osadowych. Rejestrowano amplitudowoczasowe charakterystyki relaksacji sygnałów WP po stosunkowo długim czasie wzbudzenia prądem stałym (2 15 minut). Pokazano, że w zależności od składu chemicznego oraz rodzaju nasycającej cieczy porowej: ropa naftowa, elektrolit mechanizm depolaryzacji jest inny. Amplitudowo-czasowe charakterystyki sygnałów relaksacyjnych zależą od petrofizycznych właściwości fazy stałej, rodzaju płynów porowych i właściwości pola wzbudzającego (natężenie przepływającego prądu i napięcia). Zostały teoretycznie opisane efektywne elektrofizyczne charakterystyki porowatego ośrodka. Uzyskane wyniki sugerują możliwość utworzenia nowej metody geofizyki poszukiwawczej. Powyższe eksperymenty były pierwszym krokiem z tej serii i będą kontynuowane w przyszłości.

2 Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Marek Dohnalik, Jadwiga Zalewska: Instytut Nafty i Gazu, Kraków Badanie zależności pomiędzy właściwościami zbiornikowymi piaskowców czerwonego spągowca a wymiarem fraktalnym struktury porowej Celem opracowania było określenie zależności pomiędzy wartościami wymiaru fraktalnego (pudełkowego) badanych prób piaskowców czerwonego spągowca a ich właściwościami zbiornikowymi. Badane próbki pochodziły z 3 rejonów (Czarna Wieś Parzęczewo, Środa Wielkopolska Kromolice oraz Siekierki Miłosław), które jak potwierdziły badania znacznie różniły się pomiędzy sobą właściwościami zbiornikowymi. Prezentowane wyniki obejmują między innymi współczynniki porowatości, otrzymane dla badanych próbek trzema metodami: porozymetrii helowej, rtęciowej oraz poprzez analizę przestrzennego obrazu struktury porowej uzyskanego z mikrotomografii komputerowej. W pracy przedstawiono analizę statystyczną wartości porowatości oraz przepuszczalności. Obrazy struktury porowej próbek, uzyskane metodą rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej, poddano analizie ilościowej obejmującej: wyliczenie wymiaru pudełkowego, klasyfikację objętościową systemów porów, badanie niejednorodności rozkładu struktury porowej oraz określenie krętości kanalików porowych. Dla otrzymanych wyników przeprowadzono badanie występowania korelacji. Investigation of the relationships between the fractal dimension of pore structure and reservoir properties of Rotliegend sandstones The aim of this study was to determine the relation between values of fractal dimension (box counting dimension) of pore structure and reservoir properties of tested Rotliegend sandstone samples. The samples represent three regions (Czarna Wieś Parzęczewo, Środa Wielkopolska Kromolice and Siekierki Miłosław), which, as confirmed by tests, differed significantly between each other in reservoir properties. This study shows results of samples porosity measurements using three different methods: helium porosimetry, mercury injection porosimetry (MIP), and analysis of pore structure spatial images obtained from computer microtomography (micro-ct). Statistical analyses of the acquired porosity and permeability results were performed. Images of the pore structure of investigated samples, achieved by micro-ct, were subjected to quantitative analysis comprising: calculating the box counting dimension, classification of pores volume, the study of heterogeneity distribution of the pore structure and pore throats tortuosity analyses. The correlation study was conducted on the obtained results. Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Wacława Piesik-Buś: Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno Rezultaty modelowania hydrodynamicznego basenu permskiego monokliny przedsudeckiej dla oceny jego perspektyw złożowych Celem pracy było wyjaśnienie mechanizmów migracji węglowodorów oraz tworzenia się pułapek złożowych w analizowanym basenie naftowym. W badaniu tych zjawisk za normalną sytuację dla niemal wszystkich basenów naftowych przyjmuje się warunki hydrodynamiczne, a nie hydrostatyczne. Styl hydrodynamiczny basenu determinowany jest w znacznej mierze przez warunki sedymentacji oraz architekturę basenu. Ruch płynów zależał będzie od parametrów hydrogeologicznych skał. W pracy wykorzystano zmodyfikowaną przez prof. Ludwika Zawiszę metodykę hydrodynamicznego modelowania basenów sedymentacyjnych oraz metodykę kartowania hydrodynamicznych pułapek złożowych dla ropy i gazu. The results of hydrodynamic modeling of the Permian Basin Fore-Swell for the assessment of its prospects as a reservoir The aim of this study was to clarify the mechanisms of hydrocarbon migration and the formation of traps in the analyzed Basin. Therefore, the normal situation for almost all petroleum basins shall be hydrodynamic rather than hydrostatic. Hydrodynamic style pool is determined largely by the conditions of sedimentation and basin architecture. The movement of fluid will depend on the hydrogeological parameters of rocks. In this work modified by prof. Ludwik Zawisza methodology for hydrodynamic modeling of sedimentary basins and methodology of mapping hydrodynamic traps for oil and gas was used.

3 Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Marcin Rzepka, Marcin Kremieniewski, Edyta Dębińska: Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno Zaczyny cementowe przeznaczone do uszczelniania eksploatacyjnych kolumn rur okładzinowych na Niżu Polskim Artykuł omawia zagadnienia związane z uszczelnianiem głębokich kolumn rur eksploatacyjnych na obszarze Niżu Polskiego. Przedstawiono w nim wyniki badań receptury zaczynów cementowych stosowanych do cementowania otworów w naszym kraju w ostatnich latach. Badania laboratoryjne prowadzono w temperaturach od 90 C do 120 C i ciśnieniach od 60 MPa do 70 MPa. Receptury zaczynów opracowane zostały przy współpracy Instytutu Nafty i Gazu Oddział Krosno z Serwisem Cementacyjnym w Wołominie. Zaczyny cementowe sporządzane były na bazie 10-procentowej solanki NaCl. Głównymi składnikami zaczynów były: lateks w ilości 20 25% (zapobiegający migracji gazu i obniżający filtrację), mączka krzemionkowa (podnosząca odporność termiczną kamienia cementowego w wysokiej temperaturze), hematyt (materiał obciążający, dodawany w ilości od 30% do 110% w stosunku do masy cementu) oraz mikrocement (doszczelniający matrycę cementową). Jako spoiwo wiążące używano cementu wiertniczego G HSR, spełniającego wymagania normy PN-EN ISO Przemysł naftowy i gazowniczy Cementy i materiały do cementowania otworów. Opracowane zaczyny posiadały gęstości w granicach od 2050 kg/m 3 do 2350 kg/m 3, lepkości plastyczne około sto kilkadziesiąt mpa s i czasy gęstnienia wynoszące od około trzech i pół do około sześciu godzin. Filtracje zaczynów wynosiły około cm 3 /30 min, a odstoje wody były zerowe. Stwardniałe zaczyny cementowe posiadały wysoką wytrzymałość na ściskanie (przekraczającą w większości przypadków 30 MPa). Poprzez prowadzenie w INiG szczegółowych badań świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych oraz dzięki realizowaniu szeregu prac związanych z coraz doskonalszą modyfikacją receptur zaczynów, jakość cementowania głębokich kolumn rur eksploatacyjnych, udostępniających złoża węglowodorów na obszarze Niżu Polskiego, ulega ciągłej poprawie. Cement slurries for sealing off production casings in the Polish Lowlands The article discusses issues related to the sealing off of deep production casings in the Polish Lowlands. It presents the results of recipes of cement slurries used in our country in recent years. Laboratory tests were performed at temperatures from 90 to 120 C and pressure from 60 to 70 MPa. Slurry recipes had been developed in the Oil and Gas Institute in collaboration with the Cementing Service in Wołomin. Cement slurries were prepared with 10% NaCl brine as a base. The main components of the slurries were: latex in an amount of 20 25% (to prevent gas migration and reduce filtration), silica powder (raising the thermal resistance of cement stone at high temperature), hematite (weighting material added in amounts ranging from 30 to 110%) and microcement (sealing cement matrix). The G HRS cement was used as a binder. It met the requirements of PN-EN ISO Petroleum and natural gas industries Cements and materials for well cementing. Developed slurries had density ranging from 2050 to 2350 kg/m 3, plastic viscosity of about a hundred and dozens of MPa s, and a thickening time of between three and a half to six hours. The slurries filtration were about cm 3 /30 mins. and free water was zero. Hardened cement slurries (paste) had a high compressive strength (in most cases exceeding 30 MPa) and high adhesion to steel pipes. By carrying out detailed studies of fresh and hardened cement slurries and by implementing a numbers of tests related to the modification of better and better slurries recipes, the quality of cementing deep production casings is being improved. Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Jadwiga Holewa, Ewa Kukulska-Zając: Instytut Nafty i Gazu, Kraków Magdalena Pęgielska: Operator Gazociągów Przesyłowych GAZ-SYSTEM S.A. Analiza możliwości wprowadzania biogazu do sieci przesyłowej W artykule przedstawiono zagadnienia związane z zatłaczaniem biogazu do sieci gazowych, ze szczególnym zwróceniem uwagi na sieć przesyłową. Przedstawiono doświadczenia europejskie związane z zatłaczaniem biogazu do sieci. Scharakteryzowano biogaz pod względem składu, parametrów energetycznych, jak i występujących w nim zanieczyszczeń. Przedstawiono wyniki badań kalorycznych wartości opałowej i ciepła spalania oraz liczby Wobbego biogazu wytwarzanego w Polsce.

4 Analysis of biogas injection into the gas transmission network In the paper issues related to injection of biogas into gas grids, with particular emphasis on the transmission pipelines are presented. European experience related to injection of biogas into gas grids are described as well as the composition of biogas, its calorific value and impurities. Results of analyses of calorific values and the Wobbe Index of biogas manufactured in Poland are also presented. Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Sławomir Szuflita: Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno Badanie zmian wielkości ciśnienia punktu rosy gazu kondensatowego zachodzących wskutek jego kontaktu z ropą naftową Dotychczasowa ocena warunków występowania gazu kondensatowego wskazuje na możliwość jego kontaktu z ropą naftową występującą jako tzw. oil rim. Prawdopodobnie wtedy w separatorach powierzchniowych uzyskuje się kondensat o różnym stopniu zabarwienia. W pracy została przeprowadzona analiza zmian wartości ciśnienia punktu rosy, wywołanych zmienną koncentracją cięższych węglowodorów, w odniesieniu do czystego gazu kondensatowego. Opracowana została również metodyka poboru próbek płynów złożowych do badań PVT. Analysis of changes of dew point pressure of gas condensate resulting from its contact with oil The current assessment of the conditions of occurrence of gas condensate suggests the possibility of contact with oil acting as the so-called Oil rim. Then, probably in the surface water separators condensate is obtained with varying degrees of color. The paper presents an analysis of changes in the dew point pressure caused by variable concentrations of heavier hydrocarbons in relation to the pure gas condensate. The paper also presents methodology sampling of reservoir fluids for PVT studies. Nafta-Gaz, sierpień 2012, s Aleksander Mazanek: Instytut Nafty i Gazu, Kraków Ocena parametrów pracy aparatury wtryskowej typu Common Rail przy zasilaniu paliwami o różnej zawartości biokomponentu W artykule przedstawiono rezultaty badań dotyczących wpływu zawartości biokomponentów (FAME) w paliwie na pracę wtryskiwaczy piezoelektrycznych w nowoczesnych, turbodoładowanych silnikach o zapłonie samoczynnym (ZS) z bezpośrednim, wysokociśnieniowym wtryskiem paliwa typu Common Rail. W założeniach przyjęto eksploatację dwóch samochodów badawczych FORD Mondeo 2.0 TDCi, napędzanych silnikiem DURATORQ TDCi, zasilanych biopaliwami: B10, B20 i B30, na dystansie 10 tys. km. Badania te dostarczyły informacji na temat wpływu paliwa zawierającego różną zawartość % (V/V) FAME na pracę wtryskiwaczy, tj. zmianę wielkości dawki paliwa i wydatku przelewu wtryskiwaczy w kilku przyjętych ich punktach pracy oraz porównanie otrzymanych wyników. Punktem odniesienia była praca wtryskiwaczy o zerowym przebiegu eksploatacyjnym i wtryskiwaczy po przebiegu 10 tys. km, zasilanych przedmiotowymi paliwami. Zawartość FAME w oleju napędowym wpłynęła na zmniejszanie dawki paliwa i zwiększanie przelewu w elementach roboczych wtryskiwaczy; przyczyn tego należy upatrywać w procesie tworzenia nierozpuszczalnych osadów. Poziom osadów paliwowych obniżył efektywność pracy wtryskiwaczy, zwłaszcza przy niskich ciśnieniach i małych dawkach paliwa. The evaluation of the parameters of the Common Rail injection system supplied with fuels of various biocomponent content The article presents the results of research of the impact of the FAME content in the fuel on piezo-electric injectors working in modern turbo diesel engines with Common Rail high-pressure direct injection. As an assumption, two FORD Mondeo research cars with 2.0 TDCi Duratorq TDCi engines were used for the operation and fueled with biofuels B10, B20 and B30 for a distance of 10 thousand km. These studies provided the information about the impact of fuel containing different contents of % (V/V) FAME on the work of the injectors. The change of the dose and the fuel injectors flow transfer in several points were compared with all of the obtained results. The reference point was the operation of injectors with the zero operating course and of the injectors after 10 thousand km, after the exploitation course with the fuels used in this work. FAME content in diesel fuel contributed to the reduction of the amount of fuel used and an increase in the transfer in the working elements of the injector, which could

5 be seen in the formation of insoluble deposits. The level of deposits decreased the fuel injector efficiency, especially at low pressures and small amounts of fuel.